一种直流线路直流避雷器带电检测系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及直流系统检修技术领域，具体涉及一种直流线路直流避雷器的在线检 测系统以及采用该系统进行可靠性检测的方法。
【背景技术】
[0002] 随着中国社会经济的腾飞和科技的不断进步，整个社会对电能的需求越来越大， 因此电网规模不断的扩大。然而中国能源分布和经济发展存在严重不对称的问题，东部和 南部经济发达能源少，西部能源丰富但经济较落后，因此将西部能源有效的输送到东部和 南部，有助于国家经济的可持续发展。高电压直流输电技术因其在远距离大容量输送中优 势明显，在中国的大地上已有多交超特高压直流输电系统投入运行。
[0003] 直流线路避雷器是高电压直流输电技术中主要的一次电力设备，直流线路避雷器 主要用于限制有线路的雷电过电压或有操作引起的内部过电压，是保证电力系统安全运行 的重要保护设备之一，它的正常运行对保证系统的安全供电起着重要的作用。目前普遍使 用的是氧化锌避雷器MOA，由于MOA在电网运行过程中经常出现内部受潮和阀片老化等缺 陷，MOA的性能会在长期运行中发生变化，原来MOA的阻抗阀值不能满足电网安全运行的要 求，从而严重影响了电力供给的安全运行。因此开发一种直流线路避雷器在线检测系统，能 够实时控制并确定直流避雷器的阻抗阀值，对直流电力系统的安全稳定运行有着重要的意 义，对电力供给保障有着重要的技术支持，同时带来重大的经济效益。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对上述直流线路避雷器事故特点，提供一种稳定性好、可靠 性高的直流线路避雷器在线检测系统以及采用该系统进行可靠性检测的方法，用于确定直 流避雷器的运行状态。
[0005] 为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：
[0006] 一种直流线路直流避雷器带电检测系统，其包括：
[0007] 高压直流母线，用于产生直流电压信号；
[0008] 杆塔，所述杆塔与高压直流母线之间通过直流线路连接；
[0009] 母线电压互感器，所述母线电压互感器的一次侧与高压直流母线电性连接，用于 变换所述直流电压信号，在母线电压互感器的二次侧产生一变换后的直流电压输出信号；
[0010] 直流避雷器，安装于所述杆塔侧，所述直流避雷器的一次侧与直流线路电性连接， 形成电流信号测量点，所述直流电压信号通过直流线路流经直流避雷器后，在直流避雷器 的接地侧产生一直流电流信号；
[0011] 电压采样模块，所述电压采样模块的输入端与母线电压互感器的二次侧电性连 接，用于对所述直流电压输出信号进行多次采样，获取采样的电压数据序列；
[0012] 电流采样模块，所述电流采样模块的输入端与直流避雷器的接地回路电性连接， 用于对所述直流电流信号进行多次采样，获取采样的电流数据序列，所述电流数据序列和 电压数据序列的数量相等；
[0013] 直流线路电阻测量模块，用于通过一外接直流电压电源测量直流线路电流值，以 获取直流线路电阻值，所述直流线路电阻值为高压直流母线和电流信号测量点之间的直流 线路的电阻；
[0014] 处理模块，用于接收所述电流数据序列、电压数据序列以及直流线路电流值并对 三者进行计算，以判定直流避雷器的可靠性。
[0015] 所述电流采样模块包括电流传感器、第一温度传感器、第一 AD转换装置、第一中 央处理器和第一无线收发器终端，所述电流传感器的取样探头串接在直流避雷器的接地回 路中，所述电流传感器的输出端以及第一温度传感器的输出端均通过第一 AD转换装置与 第一中央处理器的输入端相连，用于将电流传感器对所述直流电流信号进行多次采样获取 的电流数据序列以及第一温度传感器测量的杆塔侧的环境温度数据经模数转换后传送至 第一中央处理器，所述第一中央处理器的输出端与第一无线收发器终端的输入端电性连 接，用于将获取的模数转换后的电流数据序列和杆塔侧的环境温度数据通过第一无线收发 器终端传送至处理模块。
[0016] 所述电压采样模块包括电压传感器、第二温度传感器、第二AD转换装置、第二中 央处理器和第二无线收发器终端，所述电压传感器的取样探头串接在母线电压互感器二次 侧中，所述电压传感器的输出端和第二温度传感器通过第二AD转换装置与第二中央处理 器的输入端相连，用于将电压传感器对所述直流电压输出信号进行多次采样获取的电压数 据序列以及第二温度传感器测量的高压直流母线侧的环境温度数据经模数转换后传送至 第二中央处理器，所述第二中央处理器的输出端与第二无线收发器终端的输入端电性连 接，用于将获取的模数转换后的电压数据序列和高压直流母线侧的环境温度数据通过第二 无线收发器终端传送至处理模块。
[0017] 所述直流线路包括极1线路和极2线路，其中，极1线路和极2线路分别与高压直 流母线形成的断合点分别记为A点和B点，所述直流避雷器的一次侧与直流线路形成的电 流信号测量点分别位于极1线路和极2线路上的C点和D点。
[0018] 所述直流线路电阻测量模块包括直流电压电源、第一电流表、第二电流表、刀闸开 关、接地装置、第三AD转换装置、第三无线收发器终端；其中，直流电压电源的两个输出端 分别连接至A点和B点，其输入端通过开关S3接地，所述A点和直流电压电源之间串接第 一电流表和开关S1，所述B点和直流电压电源之间串接第二电流表和开关S2 ;所述接地装 置包括开关S4、开关S5、开关S6,所述开关S4的一端连接至C点，另一端通过开关S6接地， 所述开关S5的两端分别连接至D点以及开关S4和开关S6之间；所述直流线路和高压直流 母线之间的断合处通过刀闸开关连接；所述第一电流表和第二电流表的输出端均通过第三 AD转换装置由第三无线收发器终端将二者测得的直流线路电流值传送至处理模块。
[0019] 所述处理模块包括：
[0020] 无线收发器总站，所述无线收发器总站的输入端分别与第一无线收发器终端、第 二无线收发器终端和第三无线收发器终端的输出端无线连接，所述无线收发器总站的输出 端与服务器相连，用于建立电流采样模块与服务器之间、电压采样模块与服务器之间、以及 直流线路电阻测量模块与服务器之间的通讯；
[0021] 服务器，用于接收来自无线收发器总站的电流数据序列、电压数据序列以及直流 线路电流值并对三者进行计算，以判定直流避雷器的可靠性。
[0022] 所述无线收发器总站、第一无线收发器终端、第二无线收发器终端和第三无线收 发器终端均为无线路由器。
[0023] 所述直流线路直流避雷器带电检测系统进一步包括一电流互感器，用于获取母线 电流值。
[0024] 一种直流线路直流避雷器带电检测方法，其包括以下步骤：
[0025] 步骤1、通过直流线路电阻测量模块进行直流线路电流值的测量，并计算直流线路 电阻值，所述直流线路电阻值为高压直流母线和电流信号测量点之间的直流线路的电阻， 所述电流信号测量点为位于杆塔侧的直流避雷器一次侧连接在直流线路上的接点；所述直 流线路包括极1线路和极2线路，其中，电压信号测量点分别位于极1线路和极2线路上的 A点和B点，电流信号测量点分别位于极1线路和极2线路上的C点和D点；所述直流线路 电阻测量模块包括直流电压电源、第一电流表、第二电流表、刀闸开关和接地装置；其中，直 流电压电源的两个输出端分别连接至A点和B点，其输入端通过开关S3接地，所述A点和 直流电压电源之间串接第一电流表和开关S1，所述B点和直流电压电源之间串接第二电流 表和开关S2;所述接地装置包括开关S4、开关S5、开关S6、所述开关S4的一端连接至C点， 另一端通过开关S6接地，所述开关S5的两端分别连接至D点以及开关S4和开关S6之间； 所述电压信号测量点和高压直流母线之间通过刀闸开关连接；
[0026] 所述步骤1包括以下步骤：
[0027] 步骤11、闭合开关S1、S2、S4和S5,断开开关S3和S6,此时，极1线路和极2线路 电阻串联，第一电流表和第二电流表的读数相同，均为1 1;
[0028] 步骤12、闭合开关S1、S3、S4和S6,断开开关S2和S5,此时，极1线路和大地电阻 串联，第一电流表的读数即流经极1线路的电流值，记为1 2，第二电流表无读数；
[0029] 步骤13、闭合开关S2、S3、S5和S6,断开开关S1和S4,此时，极2线路和大地电阻 串联，第一电流表无读数，第二电流表的读数即流经极2线路的电流值，记为1 3;
[0030] 步骤14、计算直流线路电阻值R1:
[0031]
【主权项】
1. 一种直流线路直流避雷器带电检测系统，其特征在于，其包括： 高压直流母线（1)，用于产生直流电压信号； 杆塔（2)，所述杆塔（2)与高压直流母线（1)之间通过直流线路（71)连接； 母线电压互感器（3)，所述母线电压互感器（3)的一次侧与高压直流母线（1)电性连 接，用于变换所述直流电压信号，在母线电压互感器（3)的二次侧产生一变换后的直流电 压输出信号； 直流避雷器（4)，安装于所述杆塔（2)侧，所述直流避雷器（4)的一次侧与直流线路 (71)电性连接，形成电流信号测量点，所述直流电压信号通过直流线路（71)流经直流避雷 器（4)后，在直流避雷器（4)的接地侧产生一直流电流信号； 电压采样模块（5)，所述电压采样模块（5)的输入端与母线电压互感器（3)的二次侧电 性连接，用于对所述直流电压输出信号进行多次采样，获取采样的电压数据序列； 电流采样模块（6)，所述电流采样模块（6)的输入端与直流避雷器（4)的接地回路电性 连接，用于对所述直流电流信号进行多次采样，获取采样的电流数据序列，所述电流数据序 列和电压数据序列的数量相等； 直流线路电阻测量模块（7)，用于通过一外接直流电压电源测量直流线路电流值，以获 取直流线路电阻值，所述直流线路电阻值为高压直流母线（1)和电流信号测量点之间的直 流线路（71)的电阻； 处理模块，用于接收所述